[发明专利]一种新型的循环流化床联合循环在审

专利信息
申请号: 201410637890.7 申请日: 2014-11-13
公开(公告)号: CN104482530A 公开(公告)日: 2015-04-01
发明(设计)人: 徐进峰 申请(专利权)人: 徐进峰
主分类号: F23C10/10 分类号: F23C10/10;F23C10/18;F22B31/08;F23J15/06;F01K11/02
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 610032 四川省成都*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 新型 循环 流化床 联合
【说明书】:

技术领域

发明属于洁净煤燃烧及高效利用技术领域,具体涉及到燃气轮机和循环流化床的系统技术集成。

背景技术

以空气为助燃剂、稀释剂和热通道部件冷却剂的燃气轮机,其排气中的氧气含量在15%左右(质量百分比),排气温度在530-640℃之间。通常,其排气的热量在余热锅炉中转换为蒸汽的热能,驱动蒸汽轮机做功。但受排气温度和排气量的限制,蒸汽初参数难以达到高参数或超临界参数、实现大型化和高效化;而循环流化床炉内燃烧及热负荷分布等特征,使循环流化床锅炉更适用于超临界的高参数下运行。

循环流化床锅炉在启动、运行中需要一定压力和一定流量的气体为炉内物料流化、内外循环提供动力,为煤的燃烧提供氧气。随着锅炉容量的不断增大,风机选型难度加大,风机耗电量也不断增大。此外,循环流化床点火启动需要外部热量将流化的床料加热到煤的着火温度,以便煤进入炉膛后能稳定燃烧。由于炉内床料及其他载热体热容量大,需要消耗大量的燃油,才能将床温加热到投煤温度,且耗时长。此外,低负荷运行下煤的发热量骤然趋劣时,也要消耗燃油稳燃。与燃气轮机相结合,燃气轮机的排气既可提供物料流化、内外循环动力、燃烧氧量,又可以提供启动、稳燃所需的热量。

循环流化床锅炉风系统复杂,不同用风点压力要求迥异,风机种类多。减少风机数量,降低运行电耗是循环流化床设计优化的主题之一。而燃气 轮机压气机为高效的多级轴流式,比一般鼓风机的效率高得多,从压气机中间某一级后抽气可满足高压风的压力和流量的要求。

综上所述,燃气轮机技术和循环流化床锅炉技术存在着互补性。将燃气轮机的排气、压气机中间级抽气与循环流化床锅炉的一二次风、高压风进行集成,可以取长补短,发挥各自的优势,形成的一种新型的循环流化床联合循环系统,具有热效率高、NOx的排放少、厂用电率和油耗量低、启动时间短等优点。

发明内容

本发明提供了一种新型循环流化床联合循环,以达到提高循环热效率、减少NOx的排放,缩短启动时间,降低启动、稳燃油耗和厂用电率,减少辅机设备的目的。

新型循环流化床联合循环包括:燃气轮机装置,循环流化床锅炉,蒸汽轮机装置,燃气轮机排气和锅炉一二次风系统相联接的管系及旁路烟囱,压气机中间级抽气口和锅炉高压风入口相联接的空气管系,烟气余热回收除氧加热系统。

所述的新型循环流化床联合循环中的燃气轮机装置是以空气为燃烧助燃剂、稀释剂以及热通道高温部件冷却剂,这类燃机需要远高于燃烧化学当量的过量空气;循环流化床锅炉为常压循环流化床,其中一二次风来自燃气轮机的排气,高压风源来自压气机的中间级抽气。

所述的新型循环流化床联合循环中的循环流化床锅炉分为主循环回路,尾部烟道、回转式空气预热器三部分,其中主循环回路包括炉膛、旋风分离器、回料器、外置式换热器;外置式换热器布置有高温过热器和高温再 热器等受热面,用以提高蒸汽的过热度和调节炉膛温度;锅炉尾部烟道布置有低温再热器、低温过热器,省煤器,低压省煤器。

所述的联合循环中的燃气轮机排气引入循环流化床炉膛底部的风室,通过布置在布风板上的风帽,使炉内物料流化,并为物料的内外循环提供动力,为炉内煤的燃烧提供所需的氧气;锅炉二次风由燃机排气管的分支引出并分流到锅炉本体不同位置的二次风口,以补充炉内燃烧所需的氧气和强化物料的掺混;锅炉高压风来自燃气轮机压气机的中间级抽气,为回料器、外置式换热器、烟道和给煤点提供吹扫或密封风;

外置式换热器中的高温过热器产生的合格蒸汽送往高压汽轮机膨胀做功,从高压汽轮机排出后的冷再热蒸汽在尾部烟道内的低温再热器和外置式换热器中的高温再热器再热后返回中压汽轮机,中压汽轮机的排气流入低压汽轮机膨胀做功后在凝汽器中凝结,经凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水前置泵、给水泵、高压加热器输送到省煤器进口。

为降低锅炉排烟温,在锅炉尾部烟道布置低压省煤器,凝结水在给水前置泵的驱动下,在低压省煤器加热并冷却烟气,回收的余热送到除氧器,作为除氧加热用;低压省煤器也可对外提供热水。

启动点火时,燃气轮机高温排气进入炉膛后,边流化床料,边将床料均匀加热,提升床温,当床温达到投煤温度时,即可投煤运行。作为备选,当设计煤种的着火温度高于燃气轮机排气温度时,可配置床上点火油枪及其相应的辅助燃料系统,借此将床温进一步提升到投煤温度后,方可投煤运行。

燃机排气的旁路烟囱布置在燃气轮机排气缸和锅炉一二风相连接的母 管上,并由三通阀的开关决定烟气的流向。

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